CN1425242A - 在扩频通信系统中降低峰值功率的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种在扩频通信系统中用于信号峰值降低的系统和方法，通信系统是包括用于限制从系统发送的符号的信号带宽的滤波器的类型的。一个信号峰值降低单元(122)被提供在滤波器(126)之前。包括一个滤波器预测器(146)，通过使用与滤波器脉冲响应函数对应的滤波器系数值预测滤波器对输入符号的影响。被预测使输出信号超过预先确定的峰值限值的输入符号被调节。公开了几个适当的算法的例子，用于计算要被施加到输入符号上的必要的峰值降低。峰值降低单元提供已调节的符号到滤波器用于处理和通信系统的输出。

Description

在扩频通信系统中降低峰值功率的系统和方法

技术领域

本发明涉及码分多址通信系统和相关的操作方法。更具体而言，本发明涉及蜂窝通信系统和信号处理设备以及在蜂窝通信系统中采用的方法。

背景技术

采用在基站与多个移动用户之间的传输的无线通信系统是现代通信基础设施的关键部件。(为了简短和不将术语“蜂窝”限制到特定类型的通信系统或有时与该术语相关联的特定频段，将这种无线通信系统在此称为“蜂窝”通信系统)。这些蜂窝系统被置身于不断增加的性能要求之下，对可用的设备，尤其是蜂窝基站设备的能力加重了负担。这些不断增加的性能要求是由于在给定的蜂窝区域内不断增加的用户数以及对于给定信道的带宽要求引起的。不断增加的蜂窝电话用户数当然是容易明白的，并且由于蜂窝电话的方便这种趋势是不可能变慢的。第二种考虑很大程度上是由于由蜂窝电话系统所提供的功能类型的不断增加所引起的，如因特网接入和通过蜂窝电话系统的数据传递的其他形式。这些考虑已经导致对于在提供给蜂窝电话载波的可用频谱内更多的信道以及对每个信道更大带宽的需要。

使尽可能多的信道适应可用的频谱的传统方法是将每个信道放在窄频带中。然而，为了避免各个蜂窝系统用户之间显著的干扰，各个信道在频率上必须充分地远离。对于给定信道的频带越窄，对于特定信道的可用带宽也越小。

在给定频谱内提供最大信道数的另一种方法是码分多址扩频通信，这已在越来越多的数字蜂窝系统中被采用。当数字信息被从一个地方发送到另一个地方时，在发送前将数据位变换成数据符号。所发送的信号的带宽是对每个被发送的数据位所发送的符号数的函数。在码分多址扩频通信中，所发送的符号比要发送的数据位多。具体是，对于每个要发送的数据位发送多个符号代码。知道该代码的接收机将所发送的信号解码，恢复被发送的数据位。通过适当选择的独特代码，许多用户可以没有干扰地在相同的带宽中通信，因为通过编码使每个信道是正交的。在码分多址扩频蜂窝系统中，典型情况下，选择扩频代码，将来自各个信道的数据扩展在比较宽的频谱上，当然是在对于给定的蜂窝提供者可用的频谱范围内。这样做使信道之间的干扰为最小，使可用频谱中信道数为最大。目前，存在两种涉及码分多址蜂窝通信系统的标准。对于码分多址和宽带码分多址通常将这些标准称为CDMA和WCDMA。由于高度有效地利用可用的频谱，CDMA和WCDMA越来越多地被用为适应不断增长的蜂窝用途的选择方案。

然而，在实际实现扩频蜂窝系统时，由于将多用户信道组合产生扩频信号而存在一个问题。这可通过参考图1来理解，图1示出在一种典型的现有技术蜂窝基站实施方案中扩频信号的产生。如图1中所示，在一种扩频系统中，代码多路复用信号发生器10接收多个数据信道D，例如，与可被容纳的用户数对应的数目n。通过对每个信道的输入符号乘以一个分离的正交代码，为每个通信信道产生符号序列。每个信道的幅度可根据各个信道功率的需要而有差别。然后将每个符号序列相加以产生单一的代码多路复用的符号序列(在图1中具有同相和正交分量，V₁和V₂)。然后该代码多路复用符号序列通过一个滤波器20以产生所希望的输出信号。这个滤波器起着关键的作用，因为它将一个“频谱掩膜”(spectral mask)强加在符号序列上，保证广播信号保持在分配给蜂窝载波的频谱内。不遵守在频谱分配上的这些限制可能违背联邦政府的规定以及在给定载波的邻近频带中产生噪声。然后将该输出信号提供给数模转换器30，得到在调制器40中与载波信号混合的模拟信号。将所得的RF信号提供给RF功率放大器50并播放给蜂窝用户。

问题是从在图1的代码多路复用器10中将多个符号序列组合开始的。因为将许多单独的符号序列组合，从滤波器输出的总信号的峰值功率将取决于组合的各个符号的幅度。各个信道的符号将相加产生非常大的组合符号峰值在统计上是可能的。尽管在统计上不是通常的情况，在整个系统设计中必须适应这些非常大的符号峰值。在整个系统中适应这些大的符号峰值产生实际实施方面的问题。例如，从滤波器输出的信号中存在潜在的非常大的峰值对于数模变换器来说需要使用一种非常高分辨率的数模变换器。这就增加了整个系统的成本和复杂性。

与码分多址扩频系统中潜在的非常大信号峰值有关的另一个问题涉及由RF功率放大器提供对信号线性放大的困难。在蜂窝系统中，对广播信号提供线性放大是非常重要的。这是因为对信号的非线性放大可导致信号畸变以及产生可以干扰其他蜂窝频带的频谱边带。因为蜂窝频段被严格地控制，必须小心地设计蜂窝系统，使得避免这种在所分配的频段外的噪声产生。因此，在蜂窝基站中线性的RF放大是必要的。然而，为了使放大器运行在它的线性范围内，需要放大器运行在相当低的功率模式中。如果信号中大的随机峰值要由这样一种放大器适应并仍然保持它运行在线性状态中，就需要较高功率的RF放大器。高功率，高质量的RF放大器是非常费钱的，这样就对整个基站系统增加很大的成本。

因此信号中大随机峰值的问题在实际实施扩频蜂窝通信系统中是一个重大的问题。

大随机信号峰值问题的重要性已在现有技术中有所认识，对这个问题的解决方案已被尝试过。例如，解决这个问题的一种方法被描述在授于Oishi等的美国专利No.6,009,090中，在图2中示出了美国专利No.6009090的方法。将信号峰值压制单元60放置在将各个符号序列相加在一起的代码多路复用器10后面的信号产生路径中。这个信号峰值压制单元将多路复用的符号与最大允许值作比较，然后直接将那些超过最大允许值的符号截去。虽然这个峰值压制单元解决了大符号的问题，然而它没有除去必须由D/A变换器和功率放大器处理的所有的大信号峰值。另外，当一个符号被截止时，发送不太理想的符号，这将增加通信的差错。通过细致地考虑当这些符号连续通过信号产生路径时信号峰值压制单元对这些符号的影响，可以理解这一点。

如图2中所示，峰值被压制的符号离开峰值压制单元以后，它们通过一个滤波器20。滤波器20可以用一个脉冲响应函数来表示。一种典型的扩频脉冲响应函数被示于图3中(WCDMA，根升余弦，α＝0.22)。当符号通过滤波器时，滤波器的脉冲响应对每个代码多路复用的符号施加影响。滤波器脉冲响应对符号的影响可以增加或减少在符号间隔上的峰值，和可以在符号时间之间产生新的峰值。更具体而言，图4示出滤波器输出峰值可以如何不同于输入符号峰值。图4显示出由两个相继的幅度1的输入符号引起的滤波器输出。两个输入符号在滤波器输出上产生在图4中用实线和虚线表示的滤波器脉冲响应函数。真正的滤波器输出因而将是这两种响应的组合(但为了说明容易，这种相加未在图4中实施)。在符号时间0，一个脉冲响应在其最大值，而另一个则稍微有点负。因此对于这种情况，信号输出将低于符号时间0上输入符号幅度。  (如果第二个符号已经是负而不是正，信号将大于符号时间0上的输入符号)。当两个滤波器响应相加产生关于1.2的组合输出时，输出信号将在符号时间0.5(符号间)达到最大值。在一种实际的输出信号中，在滤波器中同时出现的其他符号的影响将增强这些效果。

图5A和5B用作说明一个给定的输入符号和在符号序列中该符号前后的符号，当这些符号通过滤波器时，在统计上可以产生的输出信号值的范围。图5A和5B是用作说明一个输入符号作为来自复数平面的一个向量(同相和正交信号分量)的复数向量图。图5A示出稍微超过所希望的峰值限值(用虚线表示)的输入符号。在图5B中，输入符号是精确地落在限值线上。被滤波的输出信号是输入符号和滤波器脉冲响应函数的一个函数。正如从图4的讨论很明显的那样，输出信号峰值将随机地区别于输入符号峰值，因为差别是由于对在时间上领先和随后于该符号的随机符号的滤波器响应引起的。这种随机效应统计上在图中用标有“预测的滤波器输出”的实线圆表示。

当滤波器对通过滤波器的符号序列的影响被考虑时，以上标有`090专利的信号峰值压制单元的结果被显著地改变。例如，假定图5A中所示的输入符号，当它超过限值时`090专利将始终对这个符号进行峰值压制。因而始终被这个过程引入某些畸变。然而，被D/A变换和RF放大的实际值是被滤波的输出，在统计上用一个圆来表示。正如可以看到的那样，某些时候，被滤波的值将在限值里面，并不需要限值。另一方面，某些时候，被滤波的值将超过限值，大于输入符号。即使输入符号被截取为限值，也将被不适当地峰值调节。依次在图5B的例子中，输入符号不超过限值，在`090专利的方法中所有这些符号将不受影响地通过。然而，正如从图5B中被滤波的输出圆可以理解的那样，滤波器的影响在于输出信号将实际上大大地超过限值。因此，对于这种情况，采用`090专利单元根本不解决信号峰值问题。因而以上标明`090专利的方法不仅将不必要的畸变引入峰值压制不必要的信号中，而且完全没有消除许多在输出信号中多余的峰值，这正是要设计解决的问题。

虽然在以上指出的专利中未讨论，一种替代方法可以直接将峰值压制单元放置在图2中所示的滤波器20的下游侧。然而这也引入一个问题，因为峰值压制单元的存在将不可避免地使滤波器输出信号畸变。这将产生延伸到该滤波器被设计保持的频谱掩模外的谱噪声。如以上指出的那样，通过对信号的滤波产生的频谱掩模在蜂窝系统中是关键性的，因为超出频谱的分配可能潜在地违背联邦政府的规章。

因此，无论峰值压制单元被放置在滤波器前或滤波器后，很清楚，这样一种解决方案对于解决输出信号中大峰值问题是完全不适合的，这样的解决方案或者没有消除峰值，或者引入同等重要的问题。因而，这样一种方法在现实世界的应用中是不能工作的。

因此，将会理解，目前对于提供码分多址扩频蜂窝传输的系统和方法存在一种避免以上指出的大信号峰值问题和伴随而来的与对这样的大峰值RF放大和数模变换有关的约束和成本地需要。而且，将会理解，存在一种这样的不对系统引入重大的附加的新问题和可被没有过分的成本或其他实施复杂性的方式实施的系统和方法的需要。

发明内容

本发明提供一种用于克服以上指出的问题，降低码分多址扩频通信系统中信号峰值功率的系统和方法。而且，本发明以并不重大改变信号的谱特性，并不对信号引入重大的不希望的畸变，和并不对整个系统增加重大复杂性的方式提供这样一种系统和方法。

在第一方面中，本发明提供一种接收由该系统输出的，与多个组合的分离数据信道对应的扩频符号的扩频通信系统。通信系统包括一个用于在从系统输出前对符号滤波的滤波器。在滤波器前提供一个峰值降低单元，连接在输入扩频符号源和滤波器之间。峰值降低单元从扩频符号源接收输入扩频符号并利用与滤波器脉冲响应函数对应的已知的滤波器系数值作为输入，预测滤波器对符号的影响。峰值降低单元只对被预测使滤波器输出超过预先确定的峰值限值的那些扩频符号实行峰值降低处理。然后，峰值降低单元提供已处理的符号到滤波器供滤波和由通信系统输出。

峰值降低单元最好在滤波前对被过采样的扩频符号流操作。过采样通过在扩频符号之间插入零幅度的符号增加符号速率而没有改变扩频符号之间的时间。通过插入这些零幅度符号使得到的符号带宽增加。这种符号带宽的增加对于滤波器的通带和阻带产生了空间。峰值降低单元最好在过采样被执行以前操作，但也可以在过采样以后操作。

当在过采样以前操作时，峰值降低单元最好采用从滤波器脉冲响应函数周期性采样的系数。例如，如果过采样过程在扩频符号之间增加三个零幅度的符号，将有四个不同的周期性的采样可用。所取的样本之间的时间是与扩频符号之间的时间相同的。这种滤波器脉冲响应的周期性采样被用于产生一个滤波器输出预测器。将根据所取的周期性采样的定时进行预测。至少这些周期性的采样应该在符号上的定时和符号间的定时上取得。然后峰值降低单元将包括根据符号上的定时提供峰值降低的第一级和根据符号间的定时提供峰值降低的第二级。另一种做法是，可以提供一种多级的实施方案。这样一种多级的实施方案可以采用多级的峰值降低处理，每级对应于一种不同的周期性的滤波器采样定时，以串行配置或并行配置的方式实施。每级峰值降低单元可进一步包括一个反馈环，提供返回到滤波器预测器的峰值降低值。因为峰值降低也被以临时方式应用，复制的峰值功率降低级可以提供进一步的峰值因数改进。当按串行或并行方式处理时，这些复制级应该跟随一整套所有其他的周期性采样。

当在过采样后操作时，直接按过采样速率从滤波器脉冲响应函数取得系数。然后这些系数被用于产生一个滤波器输出预测器。将在过采样速率上完成滤波器输出预测。将从这些预测进行峰值降低。这种方法对于某些应用和/或某些脉冲响应函数并不是优选的。当在过采样率上操作时，可以对在过采样期间添加的零值符号提供峰值降低。数字通信系统，如CDMA和WCDMA使用为使符号间干扰最小设计的发送和接收滤波器。为了在通信期间保持最小的符号间干扰，在过采样期间添加的零值符号必须仍然是零值。在过采样速率上的操作也需要在较高速率上执行处理。一般，处理速率越高，处理部件的成本越贵。然而可能有这样一些应用，这些成本是无关紧要的和不需要被考虑，则过采样后的处理是优选的。

更具体而言，在一种详细的实施方案中，扩频通信系统包括一个峰值降低单元，其中包括一个滤波器输出预测器和一个峰值降低计算电路，峰值降低是基于滤波器输出预测和预先确定的滤波器输出限值。峰值降低单元最好也包括一个组合器，用于将算得的峰值降低值组合到以滤波器输出预测器为中心的扩频符号上。这样，峰值降低单元将扩频符号延时滤波器预测器长度的一半，并以时间同步的方式，在逐个符号的基础上提供峰值降低校正。组合器可以包括一个乘法器电路和峰值降低值增益，当与时间同步的扩频符号相乘时提供峰值被调节的符号。另一种做法是，组合器可以包括一个相加电路和峰值降低值向量，当被加到扩频符号时提供峰值被调节的符号。

在另一个方面中，本发明提供一种用于降低峰值信号值的系统，该系统被适配成供在包括一个滤波器的通信系统中使用，该滤波器在从所述的系统输出信号以前提供对符号的滤波。用于降低峰值信号值的系统包括一个滤波器预测器装置，用于在被所述的滤波器滤波以前接收扩频符号，并预测所述的滤波对所述的符号的影响，和连到滤波器预测器装置的装置，用于降低在经受所述的滤波后被预测超过峰值限值的扩频符号峰值。在通信系统中的滤波器可以由预先确定的脉冲响应函数表示，滤波器预测器装置最好包括用于接收与在多个周期性的采样点上的脉冲响应函数对应的滤波器系数的装置。

在一种优选实施方案中，用于接收滤波器系数的装置至少在符号上的定时和符号间的定时上从滤波器脉冲响应函数接收滤波器系数。滤波器系数也可以在附加的脉冲函数时间上被提供，以符号速率被从脉冲响应函数周期性地采样。另外，任何或全部符号系数时间可被重复，以便估计由于峰值降低处理的因果关系性质引起的峰值降低误差。

在另一个方面，本发明提供一种用于在包括滤波器类型的扩频通信系统中降低峰值信号值的方法。该滤波器可以用一个脉冲响应函数表示，在从所述的系统输出信号以前提供对符号的滤波。该方法包括在被所述的滤波器滤波以前接收扩频符号，并预测滤波对符号的影响。该方法进一步包括调节那些被预测使滤波器输出超过峰值限值的符号值。

在本发明的一种优选应用中，本发明可在一种扩频蜂窝通信系统，如CDMA或WCDMA系统中被实施。例如，本发明可在这样一种扩频蜂窝应用的基站中被实施。在这样一种应用中，避免了大峰值的线性RF放大器的问题，并可采用已降低成本的RF放大器。对费钱的D/A变换器的需要也被避免。而且，在滤波以前完成峰值降低消除边带的产生和对频谱分配规则可能的违背。

通过查阅以下的本发明的详述将会理解本发明的其它特征和优点。

附图说明

图1是一种现有技术扩频通信系统的方框简图。

图2是一种采用信号峰值压制单元的现有技术扩频通信系统的方框简图。

图3是一种用于现有技术扩频通信系统滤波器的脉冲响应函数简图。

图4是示出两个相继的符号和在现有技术扩频通信系统中它们的滤波器响应函数。

图5A和5B是用作说明在一种现有技术扩频通信系统中滤波对任意的相继符号序列的影响的复数向量图。

图6是用作说明依据本发明提供峰值降低的一种扩频通信系统的方框简图。

图7是用作说明图6的峰值降低单元一种优选实施方案的方框简图。

图8是示出在符号上间隔和符号间间隔上滤波器系数的一种滤波器脉冲响应函数图。

图9是用作说明峰值降低过程一种优选实施方案的方框简图。

图10是用作说明利用反馈的峰值降低过程一种替代的实施方案的方框简图。

图11是用作说明依据本发明的一种替代的实施方案的一种多级峰值降低单元方框简图。

图12-21是示出在多个不同的周期性定时上滤波器系数的滤波器脉冲响应函数图，依据本发明，图11的多级峰值降低单元可以采用这些滤波器系数。

图22是示出依据本发明采用平行实施峰值降低级的一种多级峰值降低单元方框简图。

图23是示出依据本发明采用平行实施峰值降低级的一种替代的多级峰值降低单元方框简图。

图24是示出依据本发明的图22和23的多级峰值降低单元中一个峰值降低级的方框简图。

图25是示出依据本发明的一种峰值降低算法中采用的向量的复数向量图。

图26是示出依据本发明的一种替代的峰值降低算法中采用的向量的复数向量图。

图27是示出依据本发明对于一个特定的输入符号值的例子的预测滤波器输出值和峰值降低操作的复数图。

图28是示出依据本发明在不同的输入符号值上的预测滤波器输出值和峰值降低操作的复数图。

图29是示出依据本发明的峰值降低单元中一级的详细实施方案方框简图。

图30是示出依据本发明实施一种近似的峰值降低算法的峰值降低单元中一级的详细实施方案方框简图。

图31是示出依据本发明采用反馈的峰值降低单元中一级的详细实施方案方框简图。

图32是示出依据本发明的峰值降低单元中一级的一种替代的实施方案方框简图。

图33是示出依据本发明利用反馈时图32中所示的替代实施方案方框简图。

图34是示出依据本发明在符号间间隔上操作的峰值降低单元中一级的一种详细实施方案方框简图。

图35是示出利用反馈的图34中所示的详细实施方案方框图。

图36A和36B是示出依据本发明采用图23中所示的平行实施峰值降低级的一种多级峰值降低单元详细实施方案方框简图。

具体实施方式

参考图6，示出一种依据本发明采用峰值功率降低的扩频通信系统优选实施方案。虽然所示的扩频通信系统可以在一种无线蜂窝网，如WCDMA或CDMA网中实施，并且这些系统提供本发明的一种优选的应用，应该认识到对于本发明的其他应用和环境也是可能的。

如图所示，数量为N的多个信道被提供为进入系统的数据输入。数据信道可以包括例如在数字蜂窝应用中的声频数据，或者可以包括希望通过通信系统发送的任何其他形式的数据。然后在每个信道中的数据通过一个数据-符号变换器100，从输入的数据位流提供符号流。各种各样不同的符号编码方案可被用于从输入的数据位流提供符号流(QPSK或“正交相移键控”被用在WCDMA中)。(在图6中意味着，在数据-符号变换器之后，所有的处理路径是复数，包括同相和正交分量)。接着，在每个信道中的符号流被提供给一个混合器110，在其中将每个信道中的输入符号流与由扩频代码电路112所提供的扩频代码混合。例如，在扩频蜂窝通信系统中可以采用一种Wa1sh码。每个信道接收一个唯一的正交扩频代码，允许在接收机端利用一种匹配的去扩频代码恢复各个信道。在与唯一的扩频代码组合以后每个信道可再次被提供给另一个混合器114，在其中将每个信道中的信号与来自扰频码电路116的扰频码组合。扰频码被用在蜂窝应用中供单元位置的识别。典型情况下扰频码被应用在蜂窝通信系统中，但也可被分配在其他的应用中。然后每个信道的输出被提供给相加电路120，将来自各个信道中每一个的符号流组合并将它们组合到单一的输出符号流中(对于两种复数正交相位中每一个)。

因为在相加电路120中N个信道被组合在一起，如在以上背景部分中所讨论过的那样，存在产生非常大的符号峰值的可能性。本发明提供一种峰值降低单元122，降低或消除从滤波器126输出的信号峰值，这些峰值将超过为特定的通信系统应用选取的给定的最大信号峰值功率电平。如在图6中进一步示出的那样，峰值降低单元122的输出被提供给一个过采样电路124，将符号速率变换为满足或超过对于感兴趣的频率范围的带宽要求的频率。典型情况下过采样过程将直接将零插入符号流，使信号流能够工作在所希望的较高钟速率以满足或超过带宽的需要。因此，对于每个输入符号将插入M个零到符号流中，其中M是为提供所希望的上变换选取的一个整数。典型情况下整数M将至少是1或更多。然后过采样的信号流被提供给一个滤波器126。在某些情况下过采样电路124的操作可被并入滤波器126的操作中而不是在分离的电路中进行。滤波器输出被提供给一个数模变换器128以提供模拟信号。这个模拟信号将由对此细节未被示出的同相和正交分量组成。这个模拟信号在混合器134中与来自RF源136的RF载波混合，然后RF调制的信号被提供给一个RF放大器130，然后，例如在无线蜂窝通信基站的应用中，被提供给一个RF发射机132。混合器134在这种应用中实际上是一种对此细节未示出的正交上变换混频器。正如对本领域的技术人员是众所周知的那样，从滤波器输出的信号可有选择地从同相和正交信号变换成偏离零Hz的基带中心频率的实信号。如果这被完成，D/A变换器可被用于产生实中频输出，然后可利用一种简单的标准混频器混频成RF频率。

如在以上背景部分中所讨论过的那样，由滤波器126所提供的滤波操作在许多采用扩频通信的应用中是极其重要的。特别是，在蜂窝通信系统中，由于必须保持所发送的信号在预先规定的频带内这样的滤波是关键性的。滤波器126也将对由符号流产生的信号峰值具有重大的影响，因此可以显著地影响在这样的滤波以前所实施的任何峰值降低。

峰值降低单元122通过根据符号流输入预测滤波器输出126，然后根据滤波后所预测的信号峰值对符号实行峰值降低处理。峰值降低单元122的这种滤波器预测操作可被非常精确地实现，因为滤波器126的脉冲响应函数是事先已知的。因此，滤波器对任何给定的符号流的影响可被一种电路精确地预测到任何所希望的精确度，该电路具有作为对该电路的输入的所希望数目的滤波器系数，以便适当地模拟滤波器脉冲响应函数。这些滤波器系数被加到输入符号流上，模拟滤波器对输入符号流的影响，产生预测的滤波输出流。然后预测的滤波输出流被经受峰值降低计算，确定是否预测的滤波器输出流将超过信号峰值限值，如果是的，就需要校正。如果限值被超过，则实际的符号流被经受峰值降低处理，在逐个符号的基础上将所得的信号峰值降低到所希望的限值。

用这种方法，只有需要的峰值降低被执行，最少的畸变被引入信号。峰值降低处理的精度以及滤波器预测过程的精度可根据峰值降低电路的速度和复杂性和相关联的成本的权衡来选取。然而，在大多数应用中，滤波器预测处理以及峰值降低处理可被适当地实施而不对整个系统增加很大的复杂性或成本。

参考图7和8，示出一种峰值降低单元122的优选实施方案。更具体而言，在图7中示出一种峰值降低单元122的方框简图，在图8中用作说明在峰值降低电路122中采用的典型滤波器系数，示出一种典型滤波器的脉冲响应函数。如图所示，峰值降低单元122最好包括两级140，142，分别对应于在符号上的间隔，t＝0，和符号间的间隔，t＝0.5上的峰值降低。这两级的次序是随意的。正如以上关于图6所讨论过的那样，符号流典型情况下在通过滤波器126以前被过采样。因此，附加的采样点将被添加在符号序列中实际符号之间，滤波器脉冲响应函数将被加在添加的采样点以及符号采样点上。假定对符号流中每个符号的一个添加的采样点过采样，滤波器的脉冲响应函数将被加在符号上的间隔和符号之间一半的位置，也就是符号间的间隔上的过采样符号流上。这被示于图8中，在其中在符号上间隔上的滤波器系数被用星号(*)表示，在符号间的间隔上滤波器系数被用十字号(+)表示。因为符号和符号间滤波器系数的影响当它从滤波器126出现时将被加在符号流上，为了准确地预测在峰值降低单元中滤波器的响应，必须既考虑在符号上的间隔上的滤波器系数，也考虑在符号间间隔上的滤波器系数。图7中所示的两级过程使这种符号上和符号间的处理能够被串行地实施。这种串行实施方式比起同时地，也就是平行地进行符号上和符号间处理可以使用较少的硬件，或较不复杂的DSP程序。不过，应该认识到，在一种替代的实施方案中，可以完成这样一种同时处理方式，以下描述这样一种实施方案。在对于符号序列中每个符号具有多于1个添加的符号的过采样符号流的情况下，为了滤波器预测处理可以增加附加的滤波器定时点。也应该认识到，虽然至少一个符号上和符号间的处理目前是优选的，提供只有符号上(或符号间)的峰值降低处理并且仍然获得某些有益的结果也是可能的。另外，为了估计由于峰值降低处理的因果关系的性质引起的峰值降低误差，任何或全部的级可被重复。

虽然图6示出了在过采样电路124以前的峰值降低单元，也可以配置在过采样电路(但在滤波器126以前)以后。当在过采样以后操作时，直接按过采样速率从滤波器脉冲响应函数取得系数。然后这些系数被用于产生滤波器输出预测器。将在过采样速率上完成滤波器输出预测。将从这些预测结果完成峰值降低。这种方法对于某些应用和/或某些脉冲响应函数并不是优选的。当在过采样速率上工作时，可以对在过采样期间添加的零值符号提供峰值降低。数字通信系统，如CDMA和WCDMA，使用为使符号间干扰最小设计的发送和接收滤波器。为了在通信期间保持最小的符号间干扰，在过采样期间添加的零值符号必须仍然是零值。在过采样速率上工作也需要在较高速率上进行处理。一般，处理速率越高，处理部件的成本越贵。然而，可能有这样一些应用，在其中这些成本是无关紧要的，不需要被考虑，则在过采样以后处理被优先采用。对于以下所描述的实现过采样以后的峰值降低单元的特定的实施方案必要的任何修改对于本领域的技术人员将是明显的，在此是不言而喻的。

图7中的两级可以使用图9中所示的降低过程。参考图9，降低过程包括一个滤波器系数的源144。这些滤波器系数被取自符号上或符号间的间隔上的滤波器脉冲响应函数，这取决于图7中的处理级140或142。这些系数源可以采取存储滤波器系数的存储器144的形式，例如，对于适当的符号间隔在图8中所示的系数。当然，其他的滤波器实施方案可以具有不同的滤波器响应函数，因此不同的滤波器系数将被存储在滤波器系数存储器144中。这些滤波器系数被提供给一个滤波器预测器146，接收沿线路148提供的输入符号流并模拟在所选的符号间隔上滤波器126对符号流的影响，从滤波器预测器提供两个输出，一个输出147是使用所有输入滤波器系数和相等数目的时间微分的输入符号的滤波器系数加权和。另一个输出145是只使用中心滤波器系数和相匹配的中心符号的滤波器系数加权和。当奇数数目的滤波器系数被使用时，第二输出是用于计算第一输出147的中心系数和匹配的中心符号。当偶数数目的系数被使用时，两个中心系数将具有相同的值，可被随同两个匹配的中心符号使用计算第一输出147。每次一个新的符号进入滤波器预测器时由146产生两个输出。每个新的输出对被在逐个符号的基础上提供给峰值降低算法处理电路152。峰值降低算法处理电路152将第一预测滤波器输出147的幅度与预先确定的最大允许的峰值限值L作比较。如果第一预测滤波器输出147超过限值，则峰值降低算法电路152计算对第二滤波器预测器输出145的调节量，这将导致被图6的滤波器126处理以后滤波器输出将仍然在峰值限值内。然后这个调节量被组合器168在逐个符号的基础上施加到被延时电路166延时的相应的符号上。然后峰值已调节的符号流被沿着线路154输出。各种各样不同的算法可被应用在峰值降低算法电路152中。可以根据对于特定的应用所希望的精确度和可达到的处理速度和/或所希望的硬件的复杂程度选取特定的算法。例如，在许多应用中一种近似算法可能是完全可接受的，在符号序列中给出所希望的峰值降低。

图9的一种替代实施方案被示于图10中，在其中图9的滤波器预测器146，延时器166和组合器168被合并为滤波器预测器的部件。由峰值降低算法152提供的调节量被回送到滤波器预测器中以便将目前的调节量引入未来的预测中。当滤波器预测器实施方案被讨论时，将较详细地讨论这种引入。

参考图11，(图6的)峰值降低单元122的一种替代的实施方案被示出。图11的实施方案提供一种利用多级串行排列的多级峰值降低单元。

更具体地，参考图11，所示出的峰值降低单元包括多个单独的级320。在峰值降低单元中每一级320利用一套与特定的滤波器输出定时对应的周期性采样的滤波器系数施加滤波器预测操作。例如，如果过采样在符号之间插入9个零，则产生的实际的滤波器操作对于每个符号间隔将包括10个滤波器定时点。为了提供滤波器操作完全精确的模型，这些滤波器定时点中每一点将需要被包括在峰值降低处理中。这样，滤波器脉冲响应函数对于每个符号间隔将需要在10个不同的位置上被采样。对于一个特定的脉冲响应函数在每个符号间隔的10个滤波器采样位置的这种例子被示于图12-21中。这10个图中每一个示出符号间隔内不同的滤波器系数采样定时。特别是，图12表示在从符号上的间隔的-0.5的定时，也就是在负的时间方向(符号间)两个符号之间半程点的偏离上开始的符号间隔上对脉冲响应函数周期性的采样。图13表示从-0.4的定时开始的符号间隔上周期性地采样的脉冲响应函数。图14-21依次表示从-0.3至+0.4偏离的顺序的采样定时。因此图12-21合起来表示对于符号上间隔对称的10个滤波器系数样本位置。图11中峰值降低单元的每一级320在一个单独的采样定时点上执行滤波器预测操作。因此，对于图12-21中所示的特定的脉冲响应函数和采样，10个分离的滤波器级320将被提供，每级在与图12-21中的一个对应的一个定时点上提供滤波器预测操作。具体地说，级320-1可以对应于图12中所示的采样定时，级320-2对应于在图13中所示的采样定时，等。

当然，将认识到在图11和图12-21中的10个采样点和10级的例子纯粹是用作说明，可以提供较多或较少数目的采样点和级。级320的数目也不需要与发生的过采样的特定数量对应，可以采用比实际的过采样点的数量少的级和系数采样点。图11也示出按时间次序从t＝-0.5到t＝0.4排列的每个峰值降低过程。在图11中峰值降低级的时间关系可以是按任何随意的次序排列。另外，任何或所有的级可被重复以便估计由峰值降低处理的因果关系性质引起的峰值降低误差。

参考图22，峰值降低单元的一种替代的实施方案被示出，包括一种以平行方式实施的多级峰值降低处理。以上关于图11描述的峰值降低单元实施方案是按串行方式实施的一种多级峰值降低过程。在图22中所示的实施方案中，一种类似的多级峰值降低过程是以平行方式实施的。也就是，在图22中所示的每级360根据滤波器脉冲响应函数中滤波器系数的不同定时实施峰值降低处理，与对输入符号的过采样后发生的较高速率的滤波相对应。例如，在图22中所示的每级360可采用在图12-21中所示的不同定时上采样的滤波器系数执行峰值降低处理。然而，因为在图11的实施方案的情况下，可以采用不同的定时和不同的特定的滤波器脉冲响应函数，图12-21的特定的滤波器系数和系数采样定时纯粹是用作说明。另外，任何的或所有的符号系数定时可被重复，以便估计由峰值降低处理的因果关系性质引起的峰值降低误差。

在以前所描述的图11的实施方案中，在多级峰值降低单元中每个相继的级接收来自前级的峰值已调节的符号作为其输入。因此，采用这种串行实施方案避免了对以前已调节过的符号的峰值调节作不必要的重复。在图22的平行实施方案中，最好采用一种多级反馈方法，将峰值降低值从平行峰值降低级回送到其他的级以达到类似的结果。更具体而言，图22的分支0，顶部的分支的峰值降低过程接收来自它自已内部的峰值降低算法的反馈，也将这种反馈提供给所有的较低的分支。较低的分支，如分支i，接收来自它自己内部的峰值降低算法的反馈和来自在它之上所有支路的反馈。最后的分支，分支N-1，接收包括来自它自己的内部峰值降低算法的所有分支的反馈。如图22中所示，底部的级输出全部峰值已调节的符号流。

参考图23，示出一种对平行处理实施方案的替代方案。这种实施方案除了来自所有分支的反馈被提供给每个分支的峰值降低单元外，与图22的方案是相同的。这种替代的实施方案改进了来自每个分支的峰值降低计算，因为每个计算将基于最近已调节的符号。

因为在图22和23的实施方案中峰值降低处理是以平行方式完成的，可以比以前所描述的串行实施方案完成得快。因此，在某些情况下，图22和23的实施方案可能被优先选择。因为处理也可被更快地完成，在更多的系数定时和/或利用更多的系数实施滤波器预测，从而利用图22的平行实施方案增加峰值降低处理的精确度也是可能的。

参考图24，示出图22和23的平行峰值降低单元的一级360。如图所示，对于级360的输入符号首先被提供给滤波器预测器372，利用在特定的偏置-符号定时上的被示出从滤波器系数源144提供的滤波器系数实施滤波器预测处理。滤波器系数源144可被硬线连入电路，或者可采取适当的存储器的形式，如在峰值降低单元的一种被适当编程的DSP实施方案中的一个寄存器。如以上所指出的那样，对于供应给滤波器预测器372的滤波器系数的特定的采样偏置定时对应于在系统中所采用的实际滤波器的过采样速率上的所选的采样偏置定时。因此，例如，如图12-21中所示的采样定时可被应用于存储在滤波器系数源144中用于每个特定的级360的滤波器系数。

滤波器预测器372输出两种在图9中描述过的预测的已滤波输出到峰值降低算法电路152，在其中实施一种适当的峰值降低算法以确定峰值降低值，如果必要的话，将峰值降低到所希望的限值。算得的峰值降低值被作为反馈值F1从级360输出，被提供给它自己的内部滤波器预测器372和图22和23中其他平行分支360-1的滤波器预测器。

如以上指出的，各种各样不同的算法可在图9，10和24的峰值降低算法电路152中实施。一种这样的算法被示于图25中。图25示出一种复数向量图，用作说明基于利用所有的输入系数的输入符号的滤波器系数加权和，和只有中心滤波器系数和匹配的中心符号被使用的输入符号的滤波器系数加权和的滤波器输出。对于适合将滤波器输出放置在预置的限值L内的滤波器为中心的符号从这两个输入计算校正值。在图25中所示的算法被特别设计用以只将幅度误差引入输入符号。某些通信系统对于幅度误差比相位误差更能容忍。

更具体地参考图25，基于中心输入符号的滤波器输出被用向量A表示。基于多输入符号，包括中心输入符号，的预测滤波器输出被用向量B表示。通过取这两个向量的差计算向量D。因此向量D表示从滤波器输出的缺少中心符号向量A的多个符号，输出gA表示向量A的一种增益已调节的形式，当被添加到D上时，将滤波器输出拉回到限值电平L。在图25中所示的其余的向量被用于计算增益g。通过以下一系列向量计算计算增益g。

    L²＝z²+y² $z=\sqrt{L^2-y^2}$ $g\left|A\right|=\sqrt{L^2-y^2}-x$ $x=\frac{D\·A}{\left|A\right|}$ $y=|D-\frac{(D\·A)A}{{\left|A\right|}^2}|$ $g=(\sqrt{L^2-{|D-\frac{(D\·A)A}{{\left|A\right|}^2}|}^2}-\frac{(D\·A)}{\left|A\right|})\frac{1}{\left|A\right|}----\left(1\right)$

这种算法可通过使用一种被适当地编程的DSP或其他的处理器在图9，10和24中所示的峰值降低算法电路中实施。因为该算法包含取若干向量量的平方根，这可能多少是高强度的计算，因此可能希望采用一种近似算法，在大多数情况下也将提供适当的符号校正。特别是，如果假定，在预测的输出B和单一的符号输出A之间的差相当小，也就是在以上等式中D是很小。可以使用以下的近似公式计算将滤波器输出降低到限值L所需的增益g。 $g\≈\frac{L+\left|A\right|-\left|B\right|}{\left|A\right|},$ 对于较小的‘D’(2)

然后利用以上的准确的或近似的算法算得的增益值被施加到图9中所示的组合器168。组合器可以就是一个乘法器电路，将增益g和产生输出向量A的输入符号相乘。另一种方案是，如果在以上的(1)和(2)得到的增益计算被转换成通过以下的等式(3)所提供的向量调节量，组合器可被改变成一个相加电路。值gc是由滤波器施加到图25中产生向量A的中心符号上的增益。 $V=(A-\mathrm{gA})\frac{1}{g_c}----\left(3\right)$

如以上所指出的，可将各种各样不同的算法用于计算将预测滤波器输出放置在限值L内的符号调节量。一种这样的附加的算法被示于图26中，示出通过相加与中心输入符号组合的一个校正向量的计算。该算法与图25的算法不同，在其中调节量允许有相位误差，以便使加上的总畸变能量为最小。更具体而言，如图26中所示，向量A，B和D与图25中具有相同的意义。在图26中值C是为了使预测滤波器输出放置在限值L上对预测滤波器输出所做的附加的调节。虽然各种各样调节向量可被附加上使所得的向量放置在限值L上，使向量C的大小从而校正量为最小是所希望的，因为对输入符号所做的任何改变都有可能导致信号中某些畸变。将基本的向量代数应用到图26中所示的向量得到以下的等式，确定为了得到所希望的在限值L内的峰值降低输出，要被施加到中心符号滤波器输出A的校正量C： $C=(L\frac{B}{\left|B\right|}-B)----\left(4\right)$

在与符号调节量相加以前，以上的向量必须是被施加到用于计算向量C的中心符号的反相滤波器增益所调节的增益。在(5)中给出为了调节符号使峰值降低所得到的算法。这种算法可在被适当编程的DSP或其他的硬件或软件实现的电路中实施。 $V=(L\frac{B}{\left|B\right|}-B)\frac{1}{g_c}----\left(5\right)$

然后在以上的等式(5)中算得的校正向量值被施加到图9中所示的组合器168上。组合器可以就是一个相加电路，将向量V加到产生输出向量A的中心符号上。另一种方案是，如果在(4)中得到的向量计算被转换成通过以下等式(6)所提供的增益调节量，组合器可被改变成一个乘法器电路。 $g=(A+C)\frac{1}{A}----\left(6\right)$

本领域的技术人员应该认识到，分别在图25和26中所示的两种算法实际上纯粹是用作说明，各种各样不同的算法可被适当地采用并可在DSP或包括图9，10和24中所示的峰值降低算法电路152的其他电路中实施。

参考图27和28，依据本发明的峰值降低处理的例子被示于两个复数向量图中。图27和28适用于只有一个中心符号被调节的场合。然而，所示的中心符号可以表示两个中心符号的组合。如图27和28中所示，输入符号被提供滤波器预测器处理。因为滤波器输出在时间上与许多符号有关，不仅仅是被调节的中心符号，输出可被表示为中心符号和表示时间上相邻的符号的影响的圆。

虽然起初在两个例子中中心符号超过限值，在图27的例子中，表示已滤波输出的圆的一部分实际上位于限值线内。因此这些输出值并不经受峰值降低处理。在图27和28的复数图的粗线部分所示的输出的其余部分按已滤波的符号超过限值线的程度而变化的量经受峰值降低处理。然后符号被调节使预测的滤波器输出被拉回到限值线，如图27和28中限值线粗线部分所示。因此，将认识到，不需要峰值限处理的符号仍然未被触动过，从而减少通过这样的降低引入的任何畸变，而且需要峰值降低处理的符号被提供为将已滤波输出置于限值内必要的最低限度的峰值降低量。否则，起初看来不需要峰值降低处理的符号将被峰值调节，如果滤波器预测表明该滤波器将超过限值。因此，将认识到，本发明提供高度有效的信号峰值降低而同时使引入符号序列的畸变为最小。

图29到35示出利用等式(1)，(2)，(3)，(5)和(6)中给出的算法的不同的峰值降低单元实施方案。图29，30，32和34表示图9中所示的峰值降低处理。图31，33和35表示图10中所示的降低处理。在图23和24中所示的平行处理的一个例子将在图36A和36B中给出。

参考图29，利用等式(1)的一种峰值降低单元实施方案被以方框简图形式示出。如图29中所示，采用一种多抽头的滤波器200可方便地将延时电路166和图9中所示的滤波器预测器电路146组合。滤波器200包括多个单独的存储器寄存器202，其中5个被示于图29的特定的实施方案中。然而应该认识到，附加的或较少的延时存储器寄存器可被提供，一般N个这样的存储器寄存器202将被提供组成N个元件的移位寄存器，通过将一个存储器寄存器输出抽头，例如，在中心存储器寄存器处，可以提供一个延时的符号序列，使得峰值校正可以在组合器168上，在被正确定时的逐个符号的基础上完成。这样一种从N元件存储器寄存器的延时输出用线205示出，它相应于图9中所示的延时电路166的输出。沿着线204所提供的输出是从与中心滤波器系数相乘以后的中心延时线的一个抽头得到的。这条线表示中心的已滤波符号输出(图9中的线145和图25中的向量A)，被提供给如图29中所示的峰值降低算法处理电路152。来自存储器寄存器202中每一个的延时输出被提供给相应的乘法器206，该乘法器也接收相应的滤波器系数作为它的一个输入。因此每个滤波器系数起着一个增益g_N的作用，N＝1到5，与来自相应的延时级202的符号输出相乘。滤波器系数g_N可以对应于图8或图12-21中所示的符号间隔系数中任何一个，取决于在图9或11的处理中哪一级被示出。当然，可以使用各种各样不同的滤波器响应函数，这取决于被预测的特定的滤波器，其系数将相应地改变。也将认识到，利用实际上纯粹是用作说明的五个系数的例子，可以从脉冲响应函数的任何符号间隔上取得附加的系数，对于特定的实施方案可以采用多于或少于五个系数，这取决于被模型化的特定的脉冲响应函数以及采用的处理系统的速度和所希望的精确度。

再参考图29，来自乘法器电路206的输出被提供给相加电路208，将多个输出相加并将它们沿着线210提供。沿着线210的输出对应于在特定的符号间隔上取得的符号的滤波器系数加权和，因而对应于在此间隔上滤波器对符号的影响的一个模型。这种预测的滤波器符号输出被沿着线210提供，作为对峰值降低算法电路152的一个输入。如以上指出的那样，峰值降低算法电路152也沿着线204接收延时的中心符号滤波器输出。这种延时的中心符号滤波器输出流被沿着线212提供给减法电路216，和沿着线214提供给算法处理器218。这样，减法电路216接收沿着线210提供的已滤波输出作为对它的一个输入，接收沿着线212的延时的中心符号滤波器输出作为对它的第二个输入。减法电路216取这两个输出流的差，提供逐个符号的差值D(利用图25的术语，D＝B-A)，沿着线220给算法处理器218。算法处理器218接收沿着线220和214的两个输入符号流，也接收限值L作为输入。算法处理器218利用等式(1)计算增益g，以便将已滤波输出降低到位于限值L内的值。

在更一般的情况下，减法电路216将与算法处理器218组合，建立一种更通用的算法处理器。通过对图29的这种少量修改，基于来自线204，210的输入和限值L，可以使用各种各样不同的算法。在这种更通用的情况下，可以使用在等式(2)中给出的近似算法或在等式(6)中给出的，基于图26的算法。

在图29中所示的特定情况下，或所描述的更通用的情况下，从算法处理器218算得的增益值g被沿着线232输出到选择开关230。

再参考图29，沿着线210提供的已滤波输出流也被提供给量值检测电路222。最值检测电路222确定已滤波输出的量值，也就是，包含该输出的复数向量量的绝对值，该量值被沿着线224作为输出提供。这个量值被提供给比较器226，将已滤波符号的量值与限值L作比较。如果已滤波符号的量值超过限值L，从比较器226的输出取第一值(例如“1”)。如果已滤波符号的量值小于限值L，则从比较器226的输出是一个第二值(例如，“0”)。然后，这个值，也就是“0”或“1”被作为输出沿着线228提供给选择开关230。如果沿着线228到选择开关230的输入是0，则从选择开关230的输出是一个单位信号，它对沿着线205提供给组合器168(在图29的特定的实施方案中作为一个乘法器示出)的符号流没有影响。如果沿着线228提供给选择开关230的信号是1，对应于已滤波符号值超过限值L的情况，则从算法处理器218提供的算得的增益值g被输出到乘法器168。只有必要在逐个符号的基础上用这种方法，沿着线205提供的符号流将是被通过算法算得的适当值降低的增益，适当的峰值被调节的符号将在线154上输出。

将认识到，在图29中所示的各种电路部件可以只用硬件，只用软件，也就是作为一个被适当编程的DSP或其他的处理器来实现，或者可作为硬件和软件的一种组合来实现。例如，滤波器200被作为硬件实现，而算法处理器218被作为适当编码的DSP处理器来实现可能是有利的。另一种方案是，算法处理器218的电路可被作为一个可编程的门阵列电路来实现。滤波器200和/或差电路216及量值检测器222也可被作为一个门阵列电路来实现，并与基于处理器的电路218组合。因此，将认识到，在图29中所示的电路的各种各样不同的实施方案的组合是可能的。

参考图30，示出一种在图29中所示的峰值降低单元的替代的实施方案。在图30的实施方案中，在一种简化的峰值降低算法电路152中实施峰值降低算法，利用一个对于峰值降低的近似等式以便应用到输入符号上。特别是，在图30中所示的特定的实施方案可以实施以上所描述的等式(2)，提供对于施加到符号向量以便将它带到限值L的增益g的一种近似计算。

正如可以看到的那样，该等式包含相当简单的计算。涉及限值L，中心符号滤波器输出A的量值和预测的滤波输出B的量值。将这个等式与图30中所示的峰值降低算法电路152作比较表明电路222，250，252，254和256以直截了当的方式实现等式(2)。更具体而言，线204连同量值检测电路250提供中心符号滤波器输出A，从滤波器200到量值检测电路222提供预测的滤波输出，确定预测的滤波输出B的量值。这两个量值被提供给减法电路252，如行符号量值的减法以提供值|A|-|B|。然后相加器电路254(如果电路252交换它的输入，它可以是一种减法电路)将从电路252提供的这个值加到限值L上。从电路250提供的中心滤波输出被提供给除法电路256，它也接收电路254的输出，以提供由以上等式(2)给出的近似峰值降低增益g。

因此，将认识到在图30中示出的用于峰值降低算法电路152的电路实施方案提供一种相当简单的可容易用硬件提供的实施方案。这种硬件可采用可编程门阵列的形式或其他的硬件实施方案，或者用在DSP或其他处理器中实施的相当简单的程序来实现。在图30中所示的实施方案的这种相当的简单的特点可以具有成本和/或速度的优点，在特定的应用中可被优先选用。在图30中所示的实施方案中电路的其余部分可与图29中所示的精确地相同，并可用与以上所描述的准确地相同的方式操作。因此，为了描述图30的实施方案，将不重复这种公共电路的操作。

参考图31，示出一种峰值降低单元的替代的实施方案。图31的实施方案采用从峰值降低算法电路152的输出到滤波器预测器的反馈，以便增加滤波器预测操作的准确度。因此图31表示图10的一种实施方案。更具体而言，如在以前已描述的实施方案中那样，滤波器预测器和延时电路被优先地组合在一个有限元滤波器200中，将接收输入符号的多个存储器寄存器合并，作为一个N元的移位寄存器操作。如在图29的实施方案的情况中那样，存储器寄存器的输出被提供给乘法器电路206，它也接收滤波器系数作为它的输入。也如图29的实施方案的情况中那样，乘法器输出被提供给相加器电路208，以提供已滤波的输出符号。然而，图31中所示的峰值降低算法电路152也与图29中的对应，如在关于以前的实施方案以上已讨论过的那样，它可被修改以实施各种各样不同的算法。

与图29的实施方案相对照，在图31中峰值降低算法电路152的输出被回送到滤波器200。特别是，峰值降低算法电路152的输出被沿着线162回送到乘法器，提供由电路152算得的峰值降低增益到滤波器200的N级存储器寄存器中中心延时级的输出。结果，提供给存储器寄存器下游级的乘法器168的输出包括已经增益降低的符号值。这将更准确地反映滤波器126进行的实际处理(参考图6)，因为增益降低的符号将被滤波器200包括在已滤波符号的计算中。因此，在图31中所示的实施方案在许多情况下提供更精确的滤波器预测，在许多应用中可被优先选用。

对图30中所示的实施方案可以进行一种类似的反馈延伸，其中等式(2)被专门用一个独特的方框图限定。这种延伸应该容易被本领域的技术人员所理解。

如上所述，反馈修改对于所有随后的峰值调节计算提供已调节的符号。然而在修改前，预先调节的符号被用于在调节时间前计算峰值调节量。这意味着当已调节的符号流通过滤波器(图6中的20)时，已调节的符号将参与建立已调节的符号前后的峰值。这样，新的峰值可在已调节的符号前建立。这些新的峰值是峰值调节过程的因果关系或非期望性质的结果。简单地重复图7，11，22和23中所示的峰值降低过程可容易地消除这些新的峰值。

以前的实施方案描述了基于增益校正的符号调节，这些增益校正可从等式(1)，(2)和(6)算出。符号调节也可基于可从等式(3)和(5)算出的附加向量。参考图32，示出一种基于附加向量调节符号的实施方案。在图32的实施方案中，图9的延时电路被作为一系列存储器寄存器的部件来实现，以与以前描述过的实施方案类似的方式组成滤波器预测器电路146的部件。更具体而言，滤波器200包括多个存储器寄存器202，可以作为N元的移位寄存器工作，专门的说明图形是一个7元移位寄存器。存储器寄存器中心级的输出被抽头作一个输出，沿着线205提供延时的符号到组合器168。组合器168作为一个相加器电路示出。存储器寄存器级的输出被提供给乘法器电路206，它也接收在与该级对应的特定的符号定时上的滤波器系数值作为它的输入。乘法器206的输出被提供给相加电路，沿着线210输出预测的滤波器输出值，与以前描述过的实施方案类似。

预测的滤波器输出沿着线210提供给峰值降低算法电路218，在预测滤波器输出上实施特定的峰值降低算法，并提供降低值，如果有的话，到组合器168。在图32的实施方案中，可以实施一种特别简单的算法，它不需要沿着线204来自中心滤波符号输出的输入，而且简单地在沿着线210提供的预测的滤波器输出上操作。对于所示的特定的实施方案该算法也采用所希望的限值L和滤波器预测器的中心抽头的增益g4作为输入。这样一种算法可对应于以上关于图26所描述的等式(5)。然而其他的算法也可被应用在电路338中。这些其他的算法可能需要沿着线204提供的来自符号流的输入，对于图32中电路152的这样一种输入的可能性在这些替代的实施方案的情况下得到理解。恰好在等式(3)中给出这样一种算法，其中等式(3)中的值g是在等式(1)中算得的。

在所示的电路152的实施方案中，沿着线210提供的预测的滤波器输出的量值是由量值检测电路222确定的。这个量值被提供给一个比较器226，将预测的滤波器输出值的量值与阈值L作比较。预测的滤波器输出也被提供给算法处理器电路218，可以是一个被适当编程的DSP或其他的处理器，实施用于所示的特定实施方案的等式或对预测的符号操作的其他适当的算法。另一种方案是，算法处理器218可以用门阵列结构或其他的硬件实施方案实现。从算法处理器218的输出被提供给选择器开关230，该开关也接收比较器226的输出。如果预测的符号值大于阈值L，则来自比较器的输出使开关230能够输出峰值校正值到组合器168。否则，如果预测的符号值小于或等于限值L，则比较器对选择器开关230的输出选择零输出到组合器168，对应于对符号流无峰值调节。

参考图33，示出图32的一种替代的实施方案，如图10中所给出的那样，采用峰值调节对滤波器预测器的反馈。更具体而言，在图33的实施方案中，滤波器200沿着线262从峰值降低算法电路218接收反馈的峰值调节值。在图33中示出的滤波器200，如在图32的情况中那样，可以对应于一个N级的实施方案，因此不需要详细描述。如图所示，沿着线262提供的峰值调节量可被提供给组合器168，在图33中作为一个相加器示出，被配置在存储器寄存器的中心级之后，组成滤波器200的部件。因此，对符号的峰值调节被包括在滤波器的相继的级中，对滤波器200的预测能力提供附加的改进。将认识到，利用存储器寄存器中不同的反馈位置可以方便地实现不同的滤波器实施方案。因此，在图33中所示的特定的实施方案纯粹是用作说明，不应该在实际上当作限制。

参考图34，示出一种图29的峰值降低电路单元的替代的实施方案方框简图。为了理解这种替代的实施方案的合理性，想起由两个相邻的类似幅度的符号占优势的符号间峰值。这是在以上参考图4中描述过的。如果只完成符号上和符号间的调节，在符号上处理以后将有大量的类似幅度的符号。除了延时更长-单元和滤波器预测器存储寄存器中居中的两个相邻符号被调节外，图34基本上与图29对应。两个中心系数具有相同的值。

在图34中所示电路的实施方案基本上与图29的对应，因此同样的数字被应用于同样的部件，因而每个部件的详细描述将不再重复。如以上关于图29所讨论的那样，该电路利用一个多抽头滤波器200，在符号间的间隔上进行预测滤波器脉冲响应对输入符号的影响，并以此为基础提供峰值降低处理。滤波器200除了以下的若干修改外，一般来说与图29中的滤波器200相对应。对乘法器206的输入g_N，N＝1到6，被选自符号间间隔的滤波器系数(t＝0.5)，如在此示出的特定的脉冲响应函数在图8中用十字符号表示。如关于图29所讨论的那样，在图8中特定的滤波器系数实际上纯粹是用作说明，所以输入g_N并不限于在此所示的特定的符号间的值。为了对主要影响符号间峰值的两个符号提供符号校正，来自两个中心滤波器抽头202-3和202-4的滤波器输出被提供给一个相加电路240以便建立线204。线204等效于在图25和26中所示的单一的符号滤波器输出A。然后通过使用单个单元的存储器寄存器244和乘法器242，利用施加到两个中心抽头的增益校正如以前那样处理峰值调节。因此，将认识到在线154上的输出符号流提供在符号间的间隔上，逐个符号进行调节的一个适当的峰值已调节的符号流，而不是与关于图29所讨论的方法相同。虽然处理最好在图34中与图29中相同，在某些情况下，可能希望在图34中实施与图29不同的算法或者另一种方法是将在符号上的间隔上处理修改为在符号间的间隔上处理。

参考图35，示出一种图34的替代的实施方案，也按关于图31所描述的方式应用反馈。更具体而言，如图35中所示，滤波器200包括来自峰值降低算法电路152的反馈。这个反馈回路提供由峰值降低算法电路152算得的用于峰值降低的增益g，沿着线262到组成滤波器200的部件的N级存储器寄存器。在所示的特定的实施方案中，这个反馈的增益被提供给第四个存储器寄存器的相对侧上的乘法器168-1和乘法器168-2。这样把符号增益引入最影响符号间峰值的两个符号。这种实施方案是基于图8的特定的符号间脉冲响应函数和滤波器延时级的特定选择。因此，将认识到利用不同的滤波器实施方案或对于不同的脉冲响应函数可以提供不同的方式引入反馈增益到存储器寄存器级。如图所示从存储器寄存器的最后的级，沿着线154提供级的降低过程的输出。正如在图31的实施方案的情况中那样，符号降低的反馈引入存储器寄存器可以改进滤波器200的预测能力和在某些情况下可被优先选用。

图34和35描述对图29和31的替代的实施方案。可以对图30和32完成类似的替代的实施方案。这些替代的实施方案从以上的解释对于本领域的技术人员应该是明白的。

参考图36A和36B，示出图23的平行多级峰值降低单元的一种详细的实施方案。在图36A中所示的特定的实施方案包括10个平行的峰值降低处理级。然而，将认识到，这纯粹是用作说明，取决于特定的应用情况可以采用较多或较少数目的级。如以前所提到的那样，由峰值降低的因果关系性质引起的峰值可被重复的级除去。在平行处理中，通过对在图12到21中实行的脉冲响应函数的周期性采样的连续进行实现这种重复，在这些图中表示周期性采样在-0.5到0.4上取得。在t＝0.5上取得的样本，将与在t＝-0.4上取得的样本相同。这种采样图形的复制将在间隔t＝-0.5到0.5上连续进行。然后这些重复的采样可被加到图36A的底部作为平行线10，11等。

每级包括一个延时电路370，如图所示，可作为一系列存储器寄存器来实施，其中的每一个将符号流延时与符号之间的时间对应的时间。如以前那样，抽头被取自这些存储器寄存器，以便计算存储在存储器寄存器中的符号的滤波器系数加权和。如图36A中所示，一个附加的延时的存储器寄存器必须被加到相继的平行级。这些延时寄存器供来自平行级的反馈符号调节的正确定时用。

这些来自每个平行延时级T_i，n，i＝0到10，n＝0到7的单独的抽头被提供给一个滤波器预测器200，预测器提供输出到乘法器206(参考图36B，示出对于第i级的滤波器预测器)，乘法器接收各个滤波器系数g_i，n作为它的第二输入。乘法器206的输出被提供给相加电路208，相加器提供存储在存储器寄存器中的符号的滤波器系数加权和。因此沿着线210的输出表示在与目前的滤波器系数g_i，n有关的定时上滤波器输出(图6的126)的预测。

沿着线210提供的滤波器预测器200的输出被提供给峰值降低算法计算电路218。在所示的特定的实施方案中，峰值降低算法计算器电路包括一个量值检测电路222，该检测电路接收沿着线210的已预测的滤波器输出，并检测它的幅度。已预测的滤波输出被检测到的量值被提供给比较器226，比较器也接收预先确定的限值L和中心滤波器抽头增益g4。如在前面的实施方案的情况下，如果预测的滤波器符号值超过限值，则一个开关使能信号被提供给选择器开关230。否则，如果预测的滤波器符号值小于或等于限值，开关230被使能，以便不提供调节峰值，例如，在所选的实施方案中的零值。预测的滤波器输出也被提供给算法处理器216，可以实施许多的适当的峰值降低算法中任何一个。在所示的特定的实施方案中。只接收预测的滤波器符号值，限值L，和施加到滤波器预测器g4的中心抽头的增益作为输入，由电路实施的适当的算法可以是等式(5)。然后，算法处理器218的输出被作为一个反馈峰值降低值Fi给其他级，如果对于这样一个输出，选择器开关230被比较器226使能的话。

每个平行分支产生反馈的符号调节量，这些反馈调节量被提供给平行分支中每一个，使得最近的符号值可被包括在未来的滤波器预测值中。对分支的反馈可用两种方式实施。这两种方式被示于图22和23中。图36表示在图23中所示的实施方案的实现方式。每个平行分支的符号调节被提供给所有的平行分支。来自下面的分支的反馈并未在上面的分支中示出，因为反馈将发生在最后抽头的存储器寄存器之后。如果每个单独的分支的反馈被回送到它自身和所有下面的分支，图36可被修改来表示图22。图22的实施方案比图23的精确性稍差，因为所有分支的未来的预测将并不基于最当前的符号值。然而图23将提供有效的峰值降低。

本领域的技术人员应该认识到图36A和36B示出图33的一种平行实施方案，包括来自其他平行级的附加反馈。本领域的技术人员也应该认识到所有包括象图31和35那样的反馈的实施方案可用同样的方式修改以便在以上的平行实施方案中使用。

本领域的技术人员也应该认识到，通过在一个长的多级移位寄存器中对每个存储器寄存器提供多级抽头也可以产生在图22，23和36A中所示的平行实施方案。通过将反馈抽头对于对应的滤波器系数适当地分组，用图24和36B中所示的方法以平行方式计算反馈校正值。然后平行计算得到的反馈值将被回送到图36A线9所示的反馈点。

对本发明的许多不同的实施方案已参照各种图形作了描述。然而，本领域的技术人员将认识到在本发明的教导的范围内各种各样附加的实施方案都是可能的。例如，采用本发明的讲授内容可以提供实施特定算法的各种各样特定的电路，空间的限制不能列出所有可能的电路实施方案的详细目录或列举所有可能的算法。各种各样其他可能的修改和附加的实施方案显然也是可能的，并且落在本发明的范围内。因此，所描述的特定的实施方案和过程在任何意义上都不应该被看作是实际上的限制，而只是用作说明本发明。

虽然所示的峰值降低系统和本发明的方法已经作为在扩频通信系统，如CDMA和WCDMA蜂窝网中的实践被示出，这些系统提供一种本发明的优选的应用，应该认识到，对于本发明的峰值降低系统和方法的其他应用和环境也是可能的。例如，本发明的峰值降低系统和方法也可被方便地应用在不一定是扩频通信系统的多载波蜂窝基站中。因此，对于本发明的峰值降低系统和方法所描述的特定的应用和环境在任何意义上都不应该被看作是实际上的限制，而只是用作说明本发明。

Claims (47)

1.一种扩频通信系统，包括：

一个扩频符号源，提供与组合在一起的多个分离的数据信道对应的数据符号；

一个滤波器，用于根据滤波器脉冲响应函数提供滤波操作；和

一个峰值降低单元，连接在所述的扩频符号源和所述的滤波器之间，并从所述的扩频符号源接收所述的数据符号，峰值降低单元包括一个滤波器预测器，利用与所述的滤波器的滤波器脉冲响应函数对应的滤波器系数值提供预测的滤波输出，一个峰值降低计算电路，用于接收预测的滤波输出和预先确定的滤波器输出限值，并根据预测的滤波输出超过限值的数量确定峰值降低值，和一个组合器，将峰值降低值和数据符号组合，峰值降低单元提供峰值已调节的符号到滤波器被滤波并由通信系统输出。

2.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，还包括一个过采样电路(up sampling circuit)，连接在峰值降低单元和滤波器之间，用于在滤波前增加数据符号的采样率。

3.一种如权利要求2所述的扩频通信系统，其中以过采样滤波器速率将过采样的数据符号滤波。

4.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，其中该峰值降低单元还包括一个延时电路，用于对数据符号延时，使得组合器在逐个符号的基础上以时间同步的方式接收峰值降低值和数据符号。

5.一种如权利要求2所述的扩频通信系统，其中该滤波器预测器接收与在符号上间隔上的滤波器脉冲响应函数的样本对应的第一组滤波器系数和与在符号间的间隔上的滤波器脉冲响应函数的样本对应的第二组滤波器系数。

6.一种如权利要求5所述的扩频通信系统，其中峰值降低单元包括基于符号上定时的提供峰值降低的第一级和基于符号间定时提供峰值降低的第二级。

7.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，其中该组合器包括一个乘法器电路，和其中该峰值降低值包括一个增益值，当它与数据符号相乘时提供一个已调节的符号，由此将产生峰值降低的输出信号。

8.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，其中该组合器包括一个相加电路，和其中该峰值降低值包括一个值，当它与符号相加时提供一个已调节的符号，由此将产生峰值降低的输出信号。

9.一种如权利要求4所述的扩频通信系统，其中该滤波器预测器包括含有多个延时级的存储器寄存器，和其中一个或多个延时级包括所述的延时电路。

10.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，其中该滤波器预测器包括含有多个延时级的存储器寄存器，其中每个所述的延时级对应于一个分立的滤波器系数输入。

11.一种如权利要求10所述的扩频通信系统，其中该滤波器预测器包括多个乘法器，在数量上与含有所述的存储寄存器的多个延时级相等，和其中每个所述的乘法器接收所述的滤波器系数之一。

12.一种如权利要求11所述的扩频通信系统，其中该滤波预测器还包括一个相加电路，接收所述的多个乘法器的输出。

13.一种如权利要求12所述的扩频通信系统，其中有N级所述的存储器寄存器，N个乘法器，和N个滤波器系数输入，其中N小于或等于所述的滤波器的滤波器系数数目。

14.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，其中所述的峰值降低计算电路包括一个量值检测电路，用于检测输入的预测滤波输出的量值，和一个比较器，用于将输入的预测滤波输出的量值与信号输出峰值的限值作比较。

15.一种如权利要求14所述的扩频通信系统，其中该峰值降低单元还包括一个选择器开关，连到比较器，并且当所述的开关被比较器启动时使峰值降低值能够被输出到组合器。

16.一种如权利要求14所述的扩频通信系统，其中该峰值降低计算电路还包括一个算法处理器，用于根据限值和预测的滤波输出实施一种峰值降低算法。

17.一种如权利要求16所述的扩频通信系统，其中该峰值降低计算电路还包括一个减法电路。

18.一种如权利要求16所述的扩频通信系统，其中该峰值降低计算电路还包括一个除法电路。

19.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，其中该峰值降低单元还包括一个反馈回路，将峰值降低值提供给滤波器预测器。

20.一种如权利要求19所述的扩频通信系统，其中该滤波预测器包括含有多个延时级的存储器寄存器，和其中反馈回路对延时级之间的所述的存储器寄存器提供所述的峰值降低值。

21.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，还包括一个数模变换器，被连接接收滤波器的输出和该数模变换器的RF放大器输出。

22.一种如权利要求21所述的扩频通信系统，还包括一个连到RF放大器输出的发送天线。

23.一种如权利要求1所述的扩频通信系统，其中该扩频符号源包括多个用于接收多个分离的数字数据信道的输入信道，多个在数量上等于分离的数字数据信道数量的扩频代码电路，每个扩频代码电路提供不同的扩频代码，和多个乘法器电路，用于将扩频代码之一与分离的数字数据信道之一相乘并提供多个扩频信道。

24.一种如权利要求23所述的扩频通信系统，还包括一个扩频信道组合电路，用于将各个扩频信道组合在一起，组成组合的数据符号。

25.一种扩频通信系统，包括：

一个扩频符号源，提供与组合在一起的多个分离的数据信道对应的数据符号；

一个过采样电路，用于增加输入给它的符号的采样速率并提供过采样符号；

一个滤波器，用于根据滤波器脉冲响应函数提供滤波操作，具有与基于所述的被增加的采样率的定时对应的多个滤波器系数；和

一个峰值降低单元，连接在所述的扩频符号源和所述的滤波器之间，并从所述的扩频符号源接收所述的数据符号，该峰值降低单元包括多个峰值降低级，每级利用与所述的滤波器的一部分滤波器的脉冲响应函数对应的滤波器系数值，预测滤波器对数据符号的影响，以提供预测的滤波输出，并对超过峰值限值的预测的滤波器输出提供峰值降低处理，在所述的多级峰值降低处理以后，峰值降低单元提供峰值已调节的符号到所述的滤波器进行滤波并由通信系统输出。

26.一种如权利要求25所述的扩频通信系统，其中所述的多级的峰值降低单元是以串行方式提供的。

27.一种如权利要求25所述的扩频通信系统，其中所述的多级的峰值降低单元是以平行方式提供的。

28.一种如权利要求25所述的扩频通信系统，其中每级峰值降低单元采用与符号速率偏离整数倍过采样定时的定时对应的滤波器系数。

29.一种如权利要求25所述的扩频通信系统，其中每级峰值降低单元包括一个滤波器预测器，接收与滤波器脉冲响应函数的所述的部分对应的滤波器系数并提供所述的预测的滤波输出，和一个峰值降低计算电路，用于根据由滤波器预测器提供的预测的滤波器输出计算峰值降低值。

30.一种如权利要求29所述的扩频通信系统，其中每级峰值降低单元还包括一个组合器，用于接收算得的峰值降低值并将它们与输入符号组合。

31.一种如权利要求30所述的扩频通信系统，其中每级峰值降低单元还包括一个延时电路，用于对输入符号延时和提供延时的符号到组合器，使得峰值降低值和延时的符号在正确的定时上逐个符号地被组合。

32.一种如权利要求30所述的扩频通信系统，其中所述的组合器包括一个乘法器。

33.一种如权利要求30所述的扩频通信系统，其中所述的组合器包括一个相加器。

34.一种用于降低峰值信号输出值的系统，该系统被适配成在包括一个滤波器的通信系统中使用，在从所述的系统输出信号以前，滤波器提供符号滤波，该系统包括：

滤波器预测器装置，用于在被所述的滤波器滤波以前接收符号并预测所述的滤波对所述的符号的影响；和

连到滤波器预测器装置，用于调节在经受所述的滤波以后被预测超过峰值限值的符号的装置。

35.一种如权利要求34所述用于调节符号值的系统，其中所述的滤波器具有预先确定的脉冲响应函数，所述的滤波器预测器装置包括用于在多个样本点上接收与所述的脉冲响应函数对应的滤波器系数的装置。

36.一种如权利要求34所述的用于调节符号值的系统，其中所述的通信系统是一种扩频蜂窝通信系统。

37.一种如权利要求34所述的用于调节符号值的系统，其中所述的用于调节符号的装置包括用于计算峰值降低值的装置和用于将峰值降低值与所述的符号组合的装置。

38.一种如权利要求37所述的用于调节符号值的系统，其中所述的用于计算的装置包括一个DSP。

39.一种如权利要求37所述的用于调节符号值的系统，其中所述的峰值降低值包括一个增益。

40.一种如权利要求37所述的用于调节符号值的系统，其中所述的用于组合的装置包括一个乘法器电路。

41.一种如权利要求37所述的用于调节符号值的系统，其中所述的用于组合的装置包括一个加法或减法电路。

42.一种如权利要求35所述的用于调节符号值的系统，其中所述的用于接收滤波器系数的装置在样本定时和符号间样本定时上接收滤波器系数。

43.一种如权利要求35所述的用于调节符号值的系统，其中所述的用于接收滤波器系数的装置在多个偏置的符号样本时间上接收滤波器系数。

44.一种如权利要求35所述的用于调节符号值的系统，其中所述的滤波器预测器装置包括多级，每级接收表示不同的滤波器输出定时的不同的滤波器系数。

45.一种如权利要求44所述的用于调节符号值的系统，其中所述的级被以串行方式配置。

46.一种如权利要求44所述的用于调节符号值的系统，其中所述的级被以平行方式配置。

47.一种在包括滤波器的通信系统中用于调节符号值的方法，在从所述的系统输出信号以前滤波器提供符号滤波，该方法包括：

在被所述的滤波器滤波以前接收符号；

预测所述的滤波对所述的符号的效果；和

在经受所述的滤波后，调节被预测超过峰值限值的符号值。

Images